配位化學(xué)

前言

自1981年恩師徐志固先生引我入配位化學(xué)之門以來，我始終工作于配位化學(xué)及其相關(guān)研究和教學(xué)領(lǐng)域。自1997年留英歸國后，我先后在廈門大學(xué)化學(xué)系為本科生和研究生講授配位化學(xué)、中級(jí)無機(jī)化學(xué)、配位化學(xué)選讀，以及與配位化學(xué)密切相關(guān)的綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)等理論和實(shí)驗(yàn)課程。雖然苦于配位化學(xué)方面教科書的匱乏，但深知自己功底尚淺，我未敢萌生編寫教材的念頭。直到2004年4月在長沙參加中國化學(xué)會(huì)第24屆年會(huì)時(shí)，我遇見了化學(xué)工業(yè)出版社的編輯和數(shù)所高校講授配位化學(xué)課程的同仁們，才發(fā)現(xiàn)大家都迫切需要一部合適的教材，以滿足當(dāng)前配位化學(xué)的教學(xué)需要。在同仁們的鼓勵(lì)下，編寫教材的任務(wù)提上了議事日程。但真的要接受大家的囑托、編寫這么一部重要的化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)教材，我依然難以下定決心。當(dāng)徐志固先生得悉我的顧慮后，他激勵(lì)我“一輩子要做成一件有益的事情”！在徐志固先生的激勵(lì)下和化學(xué)工業(yè)出版社的支持下，我終于開始了長達(dá)三年的編寫工作。近年來，我國無機(jī)化學(xué)家取得了一系列突出的創(chuàng)新成就，無機(jī)化學(xué)已成為化學(xué)學(xué)科中發(fā)展最快的二級(jí)學(xué)科之一。配位化學(xué)堪稱無機(jī)化學(xué)中最活躍的一個(gè)重要分支，這里既有德高望重、功底深厚的老一輩無機(jī)化學(xué)家的領(lǐng)航引路，又有風(fēng)華正茂、才華橫溢的中青年學(xué)者的勇于探索；更讓人欣慰的是一批又一批朝氣蓬勃、勤奮好學(xué)的青年學(xué)子正在茁壯成長。在這樣的形勢(shì)下，當(dāng)我將要把這本教材呈獻(xiàn)于我的老師、同行和學(xué)生們面前時(shí)，內(nèi)心依然誠惶誠恐……。本教材力求繼承國內(nèi)外配位化學(xué)領(lǐng)域已有教材、專著和重要研究論文的精華，試圖融入作者本人對(duì)配位化學(xué)的理解，嘗試使教材內(nèi)容能夠深入淺出、通俗易懂、流暢可讀，以適用于具備了大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，特別是掌握了結(jié)構(gòu)化學(xué)和群論基本原理的化學(xué)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生。本教材若能有助于青年學(xué)生對(duì)配位化學(xué)基本原理和主要內(nèi)容的了解，也就實(shí)現(xiàn)了作者拋磚引玉的初衷，作者內(nèi)心的惶恐不安將稍稍釋然。本教材主要由章慧編寫。第5章中“配合物的磁性”一節(jié)由北京大學(xué)嚴(yán)純?nèi)A教授、白士強(qiáng)博士、房晨婕博士和岳衍峰博士編寫，第8章中“金屬苯的合成”一節(jié)由廈門大學(xué)張弘博士、溫庭斌教授和夏海平教授編寫。全書由章慧負(fù)責(zé)統(tǒng)稿，福州大學(xué)陳耐生教授主審了全稿。教材的第1、2、4、5和7章為配位化學(xué)基本原理，第3章主要涉及結(jié)構(gòu)化學(xué)和群論的基礎(chǔ)知識(shí)，第8章為配合物(也包括金屬苯和手性配合物)合成化學(xué)。為加深讀者對(duì)各章節(jié)內(nèi)容的理解，每一章都附有習(xí)題、思考題及部分參考答案，其中不少習(xí)題選自國內(nèi)外名著，部分綜合練習(xí)題為自編。鑒于近年來手性金屬配合物在手性技術(shù)發(fā)展中的重要作用，在相關(guān)章節(jié)中分別對(duì)手性金屬配合物的命名、結(jié)構(gòu)、表征(特別是圓二色和旋光色散光譜表征)做出較詳細(xì)介紹，這也是本教材的特色之一。在本教材出版之際，作者首先要向參與和協(xié)助出版本教材的老師和同事們表示深深的謝意。福州大學(xué)陳耐生教授全面指導(dǎo)了本教材的編寫工作，謹(jǐn)向陳耐生教授獻(xiàn)上最誠摯的謝意；廈門大學(xué)王銀桂教授對(duì)涉及結(jié)構(gòu)化學(xué)和群論部分的內(nèi)容給予了技術(shù)把關(guān)；山西大學(xué)楊頻教授對(duì)生物無機(jī)化學(xué)部分的內(nèi)容提出了有益建議；山西大學(xué)王越奎教授仔細(xì)審閱了第5章中配合物的電子光譜和第5章中圓二色光譜的內(nèi)容并提出了寶貴意見；廈門大學(xué)化學(xué)系方雪明實(shí)驗(yàn)師對(duì)本書的部分研究工作以及在書稿的錄入方面給予了協(xié)助；作者本人研究課題組的歷屆研究生朱彩飛、陳洪斌、黃永清、鄒威、李麗、王憲營、郝洪慶、王芳、陳淵川、宣為民、鄒方、黃小青、陳雷奇、丁雷等的出色研究工作構(gòu)成了本書的部分素材。還要借此機(jī)會(huì)對(duì)曾經(jīng)培育我學(xué)習(xí)成長的所有前輩、師長，對(duì)與我一道學(xué)習(xí)、工作和交流過的所有同學(xué)、同事、同行，以及為本教材部分內(nèi)容提供了幫助的廈門大學(xué)化學(xué)系的學(xué)生們一并表示衷心感謝。與此同時(shí)，還要感謝廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院、化學(xué)系領(lǐng)導(dǎo)，以及福建省化學(xué)會(huì)和本系無機(jī)化學(xué)專業(yè)的同事們對(duì)配位化學(xué)教育始終如一的支持?？傊?，謹(jǐn)將此書獻(xiàn)給迄今以來培育、幫助、支持、鼓勵(lì)和關(guān)愛我的所有恩師和摯友們。特別要感謝德高望重的徐光憲院士，感謝他在本書脫稿之際認(rèn)真閱讀書稿、欣然為本書作序，感謝他對(duì)作者本人的關(guān)懷和鼓勵(lì)。作者及參與寫作的同事們?cè)诰帉懼袕V泛參閱并引用了國內(nèi)外有關(guān)教材、專著和研究論文。在此，特別對(duì)上述所有被引用的作者表示最衷心的感謝，正是他們的累累碩果構(gòu)成了本書豐富的寫作素材。本教材所涉及的研究先后得到國家自然科學(xué)基金、教育部高等學(xué)校骨干教師資助計(jì)劃、福建省和廈門市自然科學(xué)基金重大和重點(diǎn)項(xiàng)目、英國文化委員會(huì)研究獎(jiǎng)助金、南京大學(xué)配位化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放研究基金、廈門大學(xué)科技創(chuàng)新工程基金(系列2)等的大力資助，作者及參與寫作的同事們?cè)附璞緯霭嬷H對(duì)所有的資助機(jī)構(gòu)和部門深表謝意。還要感謝我的至愛親人們，正是有了他們的理解、支持，有了他們的關(guān)懷和照顧，才使我完成了編寫任務(wù)。由于作者本人才疏學(xué)淺，本教材難免有疏漏和偏頗之處，在此先表歉意，敬請(qǐng)各位讀者不吝賜教。

內(nèi)容概要

本書全面、系統(tǒng)、有特色地闡述配位化學(xué)的發(fā)展簡史、基本原理、重要成果及其相關(guān)應(yīng)用。全書分為8章，循序漸進(jìn)地介紹了配合物的基礎(chǔ)知識(shí)、化學(xué)鍵理論、電子光譜、圓二色光譜和磁學(xué)性質(zhì)，取代反應(yīng)和電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)機(jī)理研究以及合成化學(xué)。本書還首次介紹了金屬苯合成的知識(shí)，在有關(guān)章節(jié)對(duì)手性金屬配合物的命名、結(jié)構(gòu)和表征（特別是圓二色和旋光色散光譜表征）以及合成與拆分做了較詳細(xì)介紹，這是本書的顯著特色之一。本書尤其注重用配位化學(xué)的語言從結(jié)構(gòu)和成鍵的微觀角度去理解并認(rèn)識(shí)配合物的宏觀特征和性質(zhì)，使得基礎(chǔ)理論和現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)之間有較密切的結(jié)合。    本書各章均附有參考文獻(xiàn)以及習(xí)題和思考題，書末附有部分習(xí)題和思考題的參考答案以及關(guān)鍵詞索引，可作為化學(xué)、化工及相關(guān)專業(yè)的研究生和高年級(jí)本科生研習(xí)配位化學(xué)的教材或參考用書，還可供化學(xué)教師和相關(guān)學(xué)科的研究人員閱讀和參考。

書籍目錄

第1章　配位化學(xué)發(fā)展簡史及基本概念  1.1　配位化學(xué)及其研究內(nèi)容  1.2  近代無機(jī)化學(xué)的發(fā)展與無機(jī)化學(xué)的復(fù)興  1.3　維爾納配位理論  1.4　配合物化學(xué)鍵理論的發(fā)展和價(jià)鍵理論  1.5　20世紀(jì)以來配位化學(xué)的貢獻(xiàn)  1.6　配位化合物與金屬有機(jī)化合物的聯(lián)系和區(qū)別    1.7　配合物的命名  1.8　配體的類型與螯合物  參考文獻(xiàn)  習(xí)題和思考題第2章  配合物的立體結(jié)構(gòu)和異構(gòu)現(xiàn)象  2.1　配位數(shù)和配合物的立體結(jié)構(gòu)　2.2　配合物的異構(gòu)現(xiàn)象　　　　2.3　配合物幾何異構(gòu)體的鑒別方法　　參考文獻(xiàn)　習(xí)題和思考題第3章　軌道、譜項(xiàng)和群論初步　　3.1　過渡金屬原子（離子）的電子結(jié)構(gòu)　3.2　自由原子（或離子）譜項(xiàng)　3.3　群的表示　　3.4　軌道和譜項(xiàng)的變換性質(zhì)　　3.5　直積和軌道想到作用的條件　參考文獻(xiàn)　習(xí)題和思考題第4章　配合物的化學(xué)鍵理論　　4.1　晶體場理論　　4.2　修正的晶體場理論——配體場理論　　4.3　配合物的分子軌道論簡介　　……第5章　配合物的電子光譜和磁性質(zhì)　第6章　配合物的旋光色散和圓二色光譜第7章　配合物反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)與機(jī)理研究　第8章　配合物的合成化學(xué)附錄部分習(xí)題和思考題參考答案主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 配位化學(xué)發(fā)展簡史及基本概念1.1　配位化學(xué)及其研究內(nèi)容1.1.1 配位化學(xué)和配位化合物的定義1.1.1.1配位化學(xué)的定義配位化學(xué)是無機(jī)化學(xué)的重要分支之一。經(jīng)典的配位化學(xué)僅限于金屬原子或離子（中心金屬）與其它分子或離子（配位體）相互作用的化學(xué)，它所研究的對(duì)象是配位化合物（Co—ordination compounds，complex compounds or complexes），簡稱為配合物或絡(luò)合物。參照：①現(xiàn)代化學(xué)的定義“化學(xué)是研究物理原子、分子、生物大分子和超分子及其凝聚態(tài)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)及其規(guī)律和應(yīng)用的科學(xué)”；②當(dāng)前配位化學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)；③廣義配合物的概念。可對(duì)現(xiàn)代配位化學(xué)作出如下定義?，F(xiàn)代配位化學(xué)是研究金屬原子或離子（中心金屬）同其它分子或離子（配位體）形成的配合物（包括分子、生物大分子和超分子）及其凝聚態(tài)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)及其規(guī)律和應(yīng)用的化學(xué)。其中，配合物的（組成）定義為：金屬原子或離子（中心金屬）與其它分子或離子（配位體）形成的化合物（包括分子、生物大分子和超分子）。關(guān)于配位化學(xué)和配合物的定義還可以參考其它無機(jī)化學(xué)或配位化學(xué)教科書，并作出比較。1.1.1.2 關(guān)于配合物的內(nèi)界《無機(jī)化學(xué)》教科書對(duì)配合物內(nèi)界的一般定義：“中心離子與配位體構(gòu)成了配合物的內(nèi)配位層（或稱內(nèi)界），通常把它們放在方括弧內(nèi)。內(nèi)界中配位體的總數(shù)（單基的）叫配位數(shù)?！?/pre>








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